DE4101739A1

DE4101739A1 - Air processing system esp. for air conditioning - has filter with degree of fouling sensor and air speed sensor in by-pass line

Info

Publication number: DE4101739A1
Application number: DE19914101739
Authority: DE
Inventors: Raoul Dipl Ing Merio; Andreas Guenser
Original assignee: MECANOTRONIC PRODUKTION VON EL
Current assignee: HIROSS HOLDING AG, GROSS-ENZERSDORF, AT
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2011-01-23
Also published as: ATA13390A; DE4101739C2; AT394264B

Abstract

An air processing system contains at least one filter (3) in an air flow with a degree of fouling monitoring device contg. an electrical measurement transducer and an evaluation and display device. A filter by-pass line (8) parallel to the air flow contains a flow speed change sensor (7). The evaluation device (6) compares (12) the sensor signal with a reference signal. When a flow speed dependent signal exceeds the reference signal level a display signal is transmitted to the display (14). USE/ADVANTAGE - Simple, economical monitoring of filter fouling with remote display.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftaufbereitungsanlage, insbeson ders Klimaanlage, mit zumindest einem im Luftstrom angeordne ten Filter, dessen Verschmutzungsgrad mittels einer Über wachungseinrichtung überprüfbar ist, wobei die Überwachungs einrichtung einen elektrischen Meßwertaufnehmer und eine ange schlossene Auswerte- und Anzeigeeinrichtung aufweist.The invention relates to an air treatment plant, in particular air conditioning, with at least one in the airflow ten filter, the degree of contamination by means of an over monitoring device can be checked, the monitoring device an electrical transducer and a has closed evaluation and display device.

Die in Anlagen der genannten Art eingebauten Filter dienen dazu, die durchgesetzte Luft vor der Einbringung beispiels weise in einen zu klimatisierenden Raum zu reinigen, um eine unmittelbar vom jeweiligen Luftdurchsatz abhängige zusätzliche Verschmutzung des jeweiligen Raumes hintanzuhalten. Da die Schmutzpartikel-Vorbelastung der in der Anlage aufbereiteten Luft üblicherweise mit der Außenluftqualität schwankt, können über die Stand- bzw. Verwendungszeiten der eingebauten Filter keine allgemein gültigen Voraussagen getroffen werden, bzw. kommt der Überwachung des Verschmutzungsgrades der Filter eine gesteigerte Bedeutung zu.The filters installed in systems of the type mentioned serve this, the permeated air before the introduction, for example wise in a room to be air-conditioned to clean one additional directly dependent on the respective air flow Keep pollution of the respective room away. Since the Dirt particle preload of those processed in the system Air usually fluctuates with the outside air quality the service life of the built-in filter no generally valid predictions are made, or monitoring the degree of contamination of the filter increased importance.

In diesem Zusammenhang sind Anordnungen bekannt geworden, bei denen der im Luftstrom vor und hinter dem Filter auftretende Differenzdruck beispielsweise über ein Flüssigkeitsmanometer überwacht wird, wobei ein Anstieg des Differenzdruckes über einen Erfahrungswert als Anzeichen dafür genommen wird, daß nun das jeweilige Filter zu wechseln wäre. Nachteilig bei die ser an sich sehr einfachen Methode ist insbesonder der Um stand, daß eine Fernanzeige bzw. -auswertung des jeweiligen Meßergebnisses nicht bzw. nur mit sehr hohem zusätzlichem Auf wand möglich ist, so daß üblicherweise wiederum nur eine opti sche Kontrolle an Ort und Stelle und damit eine gewisse Unsi cherheit im Betrieb der Anlage bleibt.In this connection, arrangements have become known at those that occur in the air flow in front of and behind the filter Differential pressure, for example using a liquid manometer is monitored, with an increase in the differential pressure above an empirical value is taken as an indication that the respective filter would now have to be changed. A disadvantage of that This method, which is very simple in itself, is in particular the order stood that a remote display or evaluation of the respective Measurement result not or only with a very high additional increase wall is possible, so that usually only one opti on-the-spot control and therefore a certain amount of uncertainty safety in the operation of the system remains.

Weiters sind im genannten Zusammenhang beispielsweise Anlagen der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei denen die Drehzahl des den Luftdurchsatz durch das zu überwachende Fil ter bewirkende Gebläses optisch überwacht wird. Zufolge des gesteigerten Widerstandes eines verschmutzten Filters nimmt die Drehzahl dieses Gebläses proportional mit der Filterver schmutzung ab, so daß beim Unterschreiten einer gewissen Geblä sedrehzahl über die Überwachungseinrichtung bzw. die ange schlossene Auswerte- und Anzeigeeinrichtung ein entsprechendes Signal auch an entfernte Ablesestellen gegeben werden kann. Nachteilig ist bei dieser Anordnung insbesondere der hohe Auf wand für die Drehzahlüberwachung, der der Serienanwendung ent gegensteht.Furthermore, in the context mentioned are, for example, plants of the type mentioned, in which the Speed of the air flow through the fil to be monitored the effecting fan is optically monitored. As a result of increases the resistance of a dirty filter the speed of this fan proportional to the filter ver dirt, so that when falling below a certain fan speed via the monitoring device or the specified closed evaluation and display device a corresponding Signal can also be given to distant reading points. A disadvantage of this arrangement is the high up wall for speed monitoring, which corresponds to the series application opposed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die genannten Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden werden und daß insbesondere der Verschmutzungsgrad des Filters mit einer ein fachen und kostengünstigen Anordnung überwacht und auch unab hängig vom Ort der Überwachung fernangezeigt werden kann.The object of the present invention is a system of to improve the type mentioned so that the above Disadvantages of the known arrangements can be avoided and that especially the degree of contamination of the filter with a fold and inexpensive arrangement monitored and also independent depending on the location of the surveillance.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß parallel zum Weg des Luftstromes eine das Filter über brückende Bypaß-Leitung vorgesehen ist, in welcher ein auf Änderungen in der Strömungsgeschwindigkeit ansprechender Sen sor als Meßwertaufnehmer angeordnet ist, und daß in der Aus werteeinrichtung eine Komparatorstufe enthalten ist, welcher neben dem Sensorsignal ein Vergleichssignal zugeführt ist und die bei einer Überschreitung des Vergleichssignalpegels durch das zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Sensorsignal ein Anzeigesignal an die Anzeigeeinrichtung auslöst. Es wird damit also wiederum ausgegangen von der Tatsache, daß ein ver schmutztes Filter dem Luftstrom einen größeren Strömungswider stand entgegensetzt als ein sauberes. Da in der das Filter überbrückenden Bypaß-Leitung der Strömungswiderstand vom Ver schmutzungsgrad des Filters unabhängig ist, strömt über diese Bypaß-Leitung bei verschmutztem Filter im Hauptweg des Luft stromes ein größerer Volumenstrom pro Zeiteinheit als bei sau berem Filter im Hauptweg des Luftstromes. Da sich die sonsti gen konstruktiven Gegebenheiten in der Bypaß-Leitung nicht ändern, steigt also die Strömungsgeschwindigkeit in der Luft in der Bypaß-Leitung proportional mit dem Verschmutzungsgrad des Filters im Hauptweg an. Sensoren zur Messung der Strö mungsgeschwindigkeit sind in vielfältiger Ausführung bei spielsweise auch zur Luftstromüberwachung in Klimaanlagen be kannte, einfache und kostengünstige Bauteile - auch die Auswertung der Sensorsignale in der Komparatorstufe ist ein fach, robust und kostengünstig möglich, so daß sich insgesamt eine Anordnung realisieren läßt, die auch für die Serien- bzw. Massenanwendung bestens geeignet ist.According to the present invention, this is achieved by that parallel to the path of the air flow over the filter bridging bypass line is provided, in which a Changes in the flow rate of appealing sen sor is arranged as a transducer, and that in the off a comparator stage is included, which in addition to the sensor signal, a comparison signal is supplied and if the comparison signal level is exceeded by the sensor signal proportional to the flow velocity triggers a display signal to the display device. It will thus again based on the fact that a ver dirty filter the airflow has a greater flow resistance opposed as a clean one. Because in the the filter bridging bypass line the flow resistance from Ver degree of dirtiness of the filter flows over this Bypass line with dirty filter in the main path of the air streams a larger volume flow per unit of time than with sau filter in the main path of the air flow. Since the other constructive conditions in the bypass line change, the flow velocity in the air increases in the bypass line proportional to the degree of contamination the filter in the main path. Current measurement sensors speed are available in various designs for example also for air flow monitoring in air conditioning systems Known, simple and inexpensive components - including that Evaluation of the sensor signals in the comparator stage is on fold, robust and inexpensive, so that overall can implement an arrangement that is also suitable for series or Mass application is very suitable.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor von einem nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anämo meters arbeitenden Widerstand in der Bypaß-Leitung gebildet. Mit dieser einfachen, an sich bekannten und sehr kostengünsti gen Ausbildung ergeben sich nach Erfahrungen, die bei der Realisierung der Erfindung gemacht wurden, Genauigkeiten von 5 bis 10% bei der Messung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. da mit bei der Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Filters, was für alle Anwendungsfälle ausreichend ist. Der Widerstand in der Bypaß-Leitung wird gemäß dem bekannten Hitzdraht- Anämometerprinzip mit konstantem Strom aufgeheizt - abhängig von der Geschwindigkeit der ihn kühlenden Strömung ändert sich der Spannungsabfall am Widerstand, was sehr einfach gemessen und ausgewertet werden kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention is the sensor of one based on the principle of hot wire anemo working resistor formed in the bypass line. With this simple, known and very inexpensive training results from experience gained at the Realization of the invention were made, accuracies of 5 up to 10% when measuring the flow velocity or there with the determination of the degree of contamination of the filter, which is sufficient for all applications. The resistance in the bypass line according to the known hot wire Anemometer principle heated with constant current - dependent on the speed of the current cooling it changes the voltage drop across the resistor, which is measured very simply and can be evaluated.

Der Vergleichspegel der Komparatorstufe kann nach einer ande ren Weiterbildung der Erfindung auch auf den jeweils verwende ten Filtertyp einstellbar sein, was die Berücksichtigung ver schiedener konstruktiver Gegebenheiten des Filters, die den Durchsatzwiderstand verschmutzungsgradabhängig beeinflussen, erlaubt.The comparison level of the comparator stage can be after another Ren further development of the invention also on the respective use th filter type can be set, which takes account of the consideration various structural conditions of the filter that the Influence the flow resistance depending on the degree of pollution, allowed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß die Auswerteeinrichtung weiters mit einem Feuchtig keitssensor im Luftstrom bzw. in der Bypaß-Leitung verbunden ist und ein die jeweilige Luftfeuchtigkeit berücksichtigendes Korrektursignal erzeugt bzw. an die Komparatorstufe abgibt. Obwohl sich die üblichen Schwankungen der Luftfeuchtigkeit kaum beobachtibar auf die genannte Überwachung der Strömungsge schwindigkeit mittels des Hitzdraht-Anämometerprinzips auswir ken, kann damit doch sichergestellt werden, daß größere Feuch tigkeitsschwankungen keine nachteiligen Auswirkungen auf die Überwachung des Verschmutzungsgrades des Filters haben.According to a further embodiment of the invention is pre see that the evaluation device also with a damp speed sensor connected in the air flow or in the bypass line and takes into account the respective air humidity Correction signal generated or emitted to the comparator stage. Although the usual fluctuations in humidity hardly observable for the mentioned monitoring of the flow ge speed using the hot wire anemometer principle ken, it can nevertheless be ensured that greater moisture fluctuations in activity no adverse effects on the Have monitoring of the degree of contamination of the filter.

Die Erfindung wird im folgenden noch anhand des in der Zeich nung in einem schematischen Schnitt dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert. The invention is based on the in the drawing tion shown in a schematic section execution example explained in more detail.

Die dargestellte Luftaufbereitungsanlage 1 weist ein im in Richtung der Pfeile 2 strömenden Luftstrom angeordnetes Filter 3 auf, dessen Verschmutzungsgrad mittels einer Überwachungs einrichtung 4 überprüfbar ist. Die Überwachungseinrichtung 4 weist einen elektrischen Meßwertaufnehmer 5 und eine ange schlossene Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 auf.The air treatment system 1 shown has a filter 3 arranged in the air flow flowing in the direction of the arrows 2 , the degree of contamination of which can be checked by means of a monitoring device 4 . The monitoring device 4 has an electrical transducer 5 and an attached evaluation and display device 6 .

Als Meßwertaufnehmer 5 dient ein auf Änderungen in der Strö mungsgeschwindigkeit ansprechender Sensor 7, der in einer By paß-Leitung 8 angeordnet ist, die parallel zum Weg des Luft stromes das Filter 3 überbrückt. Der Sensor 7 ist konkret von einem nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anämometers arbeitenden Widerstand 9 in der Bypaß-Leitung 8 gebildet, der über Lei tungen 10, 11 mit der Einrichtung 6 in Verbindung steht und über diese Leitungen mit konstantem Strom aufgeheizt wird. Ab hängig von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der By paß-Leitung 8 wird der Widerstand 9 gekühlt, womit sich der Spannungsabfall am Widerstand 9 ändert. Dieser Spannungsabfall wird als Sensorsignal einer Komparatorstufe 12 in der Einrich tung 6 zugeführt. Neben dem Sensorsignal ist der Komparator stufe 12 weiters von einer Einheit 13 aus ein Vergleichssignal zugeführt, welches auch auf den jeweils verwendeten Filtertyp einstellbar sein kann. Bei einer Überschreitung des Ver gleichssignalpegels durch das zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Sensorsignal wird über den Ausgang der Kompara torstufe 12 ein Anzeigesignal an eine Anzeigeeinrichtung 14 ausgelöst, das entweder über den aktuellen Verschmutzungsgrad des Filters 3 Auskunft gibt oder aber unmittelbar nach Art eines Grenzwertes zum Filterwechsel auffordert.As a transducer 5 serves to respond to changes in the flow speed responsive sensor 7 , which is arranged in a by-pass line 8 , which bridges the filter 3 parallel to the path of the air flow. The sensor 7 is specifically formed by a working on the principle of the hot wire anemometer resistor 9 in the bypass line 8 , the lines 10, 11 with lines 6 in connection with lines and is heated by these lines with constant current. From depending on the flow rate of the air in the by-pass line 8 , the resistor 9 is cooled, which changes the voltage drop across the resistor 9 . This voltage drop is supplied as a sensor signal to a comparator stage 12 in the device 6 . In addition to the sensor signal, the comparator stage 12 is also supplied from a unit 13 with a comparison signal, which can also be adjustable to the filter type used in each case. If the comparison signal level is exceeded by the sensor signal proportional to the flow velocity, a display signal is triggered via the output of the comparator gate stage 12 to a display device 14 , which either provides information about the current degree of contamination of the filter 3 or asks for a filter change immediately in the manner of a limit value.

In der Bypaß-Leitung 8 ist weiters noch ein Feuchtigkeitssen sor 15 angeordnet, der über eine Leitung 16 ebenfalls mit der Auswerte- und Anzeigeeinrichtung 6 verbunden ist und ein die jeweilige Luftfeuchtigkeit berücksichtigendes Korrektursignal erzeugt.In the bypass line 8 is also a moisture sensor 15 is arranged, which is also connected via a line 16 to the evaluation and display device 6 and generates a correction signal taking into account the respective air humidity.

Abgesehen von der konkreten Ausbildung des Sensors 7 als Wi derstand könnte natürlich auch eine andere an sich bekannte Ausführung eines derartigen Sensors für die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit in der Bypaß-Leitung 8 verwendet werden. Die Bypaß-Leitung 8 selbst wird natürlich bei einer konkreten Ausbildung mit möglichst geringem Querschnitt bezo gen auf den Querschnitt des Hauptweges des Luftstromes und möglichst strömungsgünstig ausgeführt - im Hinblick darauf bzw. auch auf die Darstellung des Filters und dessen Anordnung ist die Zeichnung nur als schematisch anzusehen.Apart from the specific design of the sensor 7 as a resistor, it would of course also be possible to use another known design of such a sensor for determining the flow velocity in the bypass line 8 . The bypass line 8 itself is of course carried out with a specific design with the smallest possible cross-section based on the cross-section of the main path of the air flow and as aerodynamically as possible - in view of this and also on the representation of the filter and its arrangement, the drawing is only schematic to watch.

Claims

1. Air conditioning system, in particular air conditioning system, with at least one filter arranged in the air flow, the degree of contamination of which can be checked by means of a monitoring device, the monitoring device having an electrical sensor and a connected evaluation and display device, characterized in that parallel to the path of the air flow a bypass line ( 8 ) bridging the filter ( 3 ) is provided, in which a sensor ( 7 ) responsive to changes in the flow rate is arranged as a measured value receiver ( 5 ), and that in the evaluation device ( 6 ) a comparator stage ( 12 ) is included, which is supplied with a comparison signal in addition to the sensor signal and which, when the comparison signal level is exceeded by the sensor signal proportional to the flow velocity, triggers a display signal to the display device ( 14 ).

2. Installation according to claim 1, characterized in that the sensor ( 7 ) is formed by a working on the principle of hot wire anemometer resistance ( 9 ) in the bypass line ( 8 ).

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the comparison signal of the comparator stage ( 12 ) is adjustable to the filter type used each time.

4. Installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation device ( 6 ) is further connected to a moisture sensor ( 15 ) in the air flow or in the bypass line ( 8 ) and a correction signal taking into account the respective air humidity testifies or delivers to the comparator stage ( 12 ).